Nat.Chem.一种新型的无硫RAFT乳液聚合法

Posted 2021-04-27 高分子科学前沿

DNA分子结构的翻译让我们感叹自然造物之精巧，而化学家们因为缺乏高效的合成法，无法像合成DNA那样将精确单体序列的控制翻译到整个合成体系中。

近日，英国华威大学化学系（Warwick's Department ofChemistry ）的研究人员在Nature chemistry 上报道了一种新型的无硫RAFT乳液聚合法。该方法在离散稳定的纳米隔室中，以乙烯基封端的大分子作为高效链转移剂，快速定量地合成序列可控多嵌段共聚物。整个反应在乳液中进行，未使用任何传统的有机硫链转移剂或金属催化剂。

RAFT法：全称是可逆加成-断裂链转移聚合(ReversibleAddition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization), 是活性/可控自由基聚合(CRP)的一种。从1998年起至今，RAFT聚合一直在被研究。但由于活性聚合的操作复杂耗时，并且常使用含硫或者铜的有机链转移剂，（前者有毒害且气味难闻；后者使用重金属和催化剂，成本高且较复杂），所以限制了其工业化生产及其用途。

无硫 RAFT聚合法——通过乳液聚合，以水为溶剂，绿色环保。此外，研究人员还成功进行了放大反应，在工业化生产方面也是完全可译，标志着复杂大分子合成领域的一个重大进步。

研究者认为这项突破适合于商业化用途，复杂的高分子聚合物能够被‘私人订制’，生产者按照最终产物所需的准确性质（重量、强度、形状、尺寸等）就像DNA的翻译过程一样，写出相应的分子代码。高水平的分子精度和单体序列控制展现出其在分子靶向、识别、生物催化以及分子信息存储方面的应用潜力，有望在纳米聚合物、医药和涂料等领域发挥重要作用。

文献速递

Fig.1 通过催化链转移聚合法和无硫RAFT乳液聚合法合成多嵌段共聚物的结构

Fig.2 经无硫RAFT乳液聚合法合成多嵌段共聚物的设计概念

Fig.3 由无硫RAFT乳液聚合法合成21嵌段 BMA均聚物模型的合成与表征

Fig.4 放大实验：可大规模合成6嵌段高分子共聚物

参考文献：Engelis N G, Anastasaki A, Nurumbetov G, et al. Sequence-controlled methacrylic multiblock copolymers via sulfur-free RAFT emulsion polymerization[J]. Nature Chemistry, 2016.doi:10.1038/nchem.2634

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